改性石墨烯/聚苯胺的制备及其环氧涂层的防腐蚀性能

为了改善环氧树脂防腐蚀涂料存在的孔洞缺陷,以改性石墨烯/聚苯胺复合材料作填料来提高环氧涂料的防腐蚀性能。首先采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),再利用对苯二胺还原GO得到改性石墨烯(PGO),进一步制备出改性石墨烯/聚苯胺(PGO/PANI)复合材料。通过拉曼光谱仪、场发射扫描电镜等研究了PGO/PANI的结构和微观形貌,利用盐雾试验、Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了 PGO/PANI的防腐蚀性能。结果表明:PGO/PANI涂层的腐蚀等级由空白环氧涂层的10级提高到5级;PGO与PANI有良好的协同作用,PGO与苯胺单体质量比为0.10时,所制备的PGO/PANI复合涂层的防腐蚀效果较好,腐蚀电压为-194.59mV (vs SCE)、腐蚀电流密度为2.12×10^-9A/cm^2.     

石墨烯/环氧树脂复合涂层的γ射线辐照损伤及其腐蚀防护性能

用硅烷偶联剂对石墨烯表面进行修饰, 制备石墨烯/环氧树脂复合涂层。通过交流阻抗(EIS)和塔菲尔极化曲线(Tafel slope)等电化学方法分析复合涂层经伽马射线辐照后的腐蚀防护性能。采用电子自旋共振(ESR)和傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)等测试复合涂层的γ射线辐照损伤, 探索了石墨烯在环氧树脂中抗辐照损伤的作用机理。Tafel结果显示复合涂层经280 kGy辐照后, 腐蚀电流为6.140×10^-9 A/cm², 而纯环氧树脂涂层的腐蚀电流则为1.340×10^-8 A/cm², 说明石墨烯可以使复合涂层保持较好的腐蚀防护性能。ESR分析表明, 复合涂层中的石墨烯可以降低环氧树脂基体在γ射线辐照过程中产生的过氧自由基, 表明石墨烯可有效吸收辐照过程中的自由基。辐照前后复合涂层的FT-IR图谱没有发生明显变化, 说明石墨烯有效降低了伽马射线对环氧树脂的结构损伤。因此, 可以认为石墨烯能够减缓环氧树脂在高能辐照环境中的老化, 从而延长其使用寿命。     

Q235钢表面氟硅改性丙烯酸酯乳胶涂层的防腐蚀性能

为了提高丙烯酸酯乳胶涂层对Q235钢的防腐蚀性能,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)作为改性单体,通过乳液聚合方法合成含氟硅丙烯酸酯(氟硅丙)乳液。利用红外光谱(FT-IR)对氟硅丙聚合物的结构进行了表征。在Q235钢表面制备乳胶涂层,测试了氟硅丙乳胶涂层的耐水性和附着力;同时利用电化学测试和盐雾试验研究了涂层对Q235钢的防腐蚀性能。结果表明:氟硅丙乳胶涂层具有较好的耐水性、附着力和防腐蚀性能,其与水的接触角可达到112.3°,吸水率仅为3.0%,附着力为0级,在3.5%Na Cl溶液中的电化学阻抗值达到了1×1010Ω,腐蚀电流密度仅为5.14×10(-11)A/cm~2,对Q235钢具有良好的保护作用。     

氧化石墨烯包裹聚甲基丙烯酸缩水甘油酯微球用于增强水性环氧树脂的防腐性能

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)自由基聚合反应合成聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)；利用生物基原料赖氨酸(Ly)作为桥梁，将氧化石墨烯(GO)与PGMA连接，合成表面包裹氧化石墨烯的PGMA微球PLGO，用于制备水性环氧复合涂料。产物结构经红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射和扫描电镜分析，结果表明，GO成功包裹PGMA微球；采用电化学、盐雾试验对水性环氧涂层的防腐性能进行分析，结果表明，当添加质量分数0.3%的PLGO时，水性环氧防腐涂层具有最优异的耐腐蚀性，缓蚀效率可达到86.46%，与纯EP相比，腐蚀电流密度从2478.75 nA/cm²降至335.46 nA/cm²，腐蚀电压从-0.88 V升高至-0.53 V，低频阻抗值提高约4个数量级。     

环氧耐磨绝缘防腐涂料制备及应用研究

以双酚A树脂和腰果酚改性胺树脂为基料,添加氧化铝微粉、碳化硅、氧化铁红等耐磨防腐填料,通过试验室模拟加速试验测试,获得环氧耐磨绝缘防腐涂料。该涂料在碳钢表面附着力大于6 MPa; 750 g/1 000 r条件下涂层表面磨蚀失重低于30 mg;涂层表面电阻率高于8.04×10¹⁰ Ω,绝缘性好;耐盐雾测试1 000 h后,3个样板涂层表面都未起泡、未锈蚀、未脱落;在0.01 Hz低频阻抗(|Z|_{0.01 Hz})条件下进行电化学交流阻抗值测试,经过1 000 h的耐盐雾性能测试后,其化学交流阻抗值由测试前的1.38×10⁹ Ω·cm²下降为测试后的8.11×10⁷ Ω·cm²以上,涂层具有较高的阻抗值和较好的保护性能,防腐性能良好。同时该涂料应用于嘉兴轻轨试验段轨道防腐绝缘防护,经测试该产品可使轨道电阻由裸轨的15Ω·km增加到26.25Ω·km,证明该产品绝缘性能优异。     

汽车内腔防腐涂层的加速老化性能评价

针对汽车内腔实际服役环境的特点,采用湿热试验、盐雾试验和电化学交流阻抗技术对涂层进行评价并建立老化动力学方程。在加速老化试验下,涂层湿热试验600 h内、盐雾试验达360 h内涂层完好。内腔涂层在3.5%（质量分数）NaCl溶液中25℃下失效老化可以分为老化初期,中期及后期3个阶段;老化初期（第0～2个周期）抗腐蚀性能完好,低频电化学阻抗|Z|_{0.01 Hz}为10⁹Ω·cm²量级以上;中期（第4～6个周期）,|Z|_{0.01 Hz}为10⁵～10⁸Ω·cm²量级,内部微孔增大增多,抗腐蚀性能明显衰减;后期（第8个周期）,表面出现局部鼓包,|Z|_{0.01 Hz}为10⁵Ω·cm²量级及以下,涂层失效。据此建立老化动力学方程,可对内腔防腐涂层的服役寿命和防护性能进行预测和评估。     

笼形聚倍半硅氧烷-六方氮化硼-苯胺三聚体共掺杂的改性环氧树脂防腐涂层

为了改善环氧树脂(EP)涂层防腐性能,采用笼形聚倍半硅氧烷(POSS)修饰的六方氮化硼(h-BN)和苯胺三聚体(AT)作为填料加入环氧固化体系中进行共掺杂,研究两种POSS分子、两种添加方式以及不同添加量对复合涂层的性能影响。首先通过高温剥离六方氮化硼得到羟基化氮化硼(OH-BN),而后采用硅烷偶联剂KH-560对其表面进行乙氧基功能化修饰,再分别将氨丙基七异丁基POSS(APS)和八氨苯基POSS(OAPPS)与之接枝,经反应合成出两种新型的POSS杂化氮化硼功能助剂APS-BN和OAPPS-BN;进一步将它们和AT通过π-π相互作用共混,以不同的添加比例分散到环氧树脂中制备有机无机杂化的环氧复合防腐涂层材料,最后表征涂层的交流阻抗谱、塔菲尔曲线、盐雾试验、接触角、热性能和力学性能等。结果表明,与纯环氧涂层相比,掺杂0.5wt%OAPPS-BN-AT的环氧复合涂层性能提升幅度最大,阻抗值为1.27×10¹¹Ω·cm²;腐蚀电位提高了0.35 V,达到-0.052 V;耐盐雾性能也有明显提高,30天未出现点蚀和起泡。此外,基于POSS杂化氮化...     

石墨烯/MnO2纳米片复合薄膜的制备及其超级电容性能研究

采用两步界面组装法制备石墨烯/MnO₂纳米片(GMTF)三维复合薄膜电极，研究了复合薄膜的电化学性能。结果表明，MnO₂的赝电容和石墨烯的双电层电容相互协调，使得GMTF复合薄膜材料比单一的MnO₂纳米片或者石墨烯材料具有更佳的电化学性能。在三电极体系中，GMTF电极的比电容在5mV/s时达156.54mF/cm²,远高于石墨烯(40.24mF/cm²)和MnO₂纳米片(69.03mF/cm²)。此外，在两电极体系中，基于GMTF复合薄膜的固态超级电容器也显示出较高的面积比电容(120.49mF/cm²)和质量比电容(204.22F/g)、优良的循环性能。在功率密度为39mW/cm³时，能量密度能够达到1.735mWh/cm³。     

汽车内腔防腐涂层的加速老化性能评价

针对汽车内腔实际服役环境的特点,采用湿热试验、盐雾试验和电化学交流阻抗技术对涂层进行评价并建立老化动力学方程。在加速老化试验下,涂层湿热试验600 h内、盐雾试验达360 h内涂层完好。内腔涂层在3.5%（质量分数）NaCl溶液中25℃下失效老化可以分为老化初期,中期及后期3个阶段;老化初期（第0～2个周期）抗腐蚀性能完好,低频电化学阻抗|Z|_{0.01 Hz}为10⁹Ω·cm²量级以上;中期（第4～6个周期）,|Z|_{0.01 Hz}为10⁵～10⁸Ω·cm²量级,内部微孔增大增多,抗腐蚀性能明显衰减;后期（第8个周期）,表面出现局部鼓包,|Z|_{0.01 Hz}为10⁵Ω·cm²量级及以下,涂层失效。据此建立老化动力学方程,可对内腔防腐涂层的服役寿命和防护性能进行预测和评估。     

无机富锌漆中锌粉形状对涂层重防腐蚀性能的影响

为了进一步研究无机富锌底漆中锌粉形状对涂层及其复合涂层防腐蚀性能的影响,分别选用球状和片状锌粉制备了无机富锌底漆,并与H702环氧云铁中间漆、H703灰环氧面漆一起构成了重防腐蚀复合涂层体系。通过盐雾腐蚀和电化学交流阻抗谱技术研究了无机富锌底漆涂层及其复合涂层的防腐蚀性能。结果表明:片状无机富锌底漆涂层的耐蚀性能更强,经过长时间的盐雾腐蚀没有出现明显的腐蚀产物;复合涂层交流阻抗谱的Bode中低频阻抗模值在较长时间内稳定在107Ω·cm2左右,Nyquist谱中的容抗弧半径明显增大,片状复合涂层的防腐蚀性能优于球状复合底漆涂层。     

304不锈钢表面纳米铝改性有机硅涂层的高温氧化和电化学行为

研究了纳米铝改性有机硅高温涂层的固化、抗650℃高温氧化性能和耐3.5% NaCl水溶液电化学腐蚀性能。当聚氨酯:有机硅的质量分数达到1:3或更高时,有机硅涂料可以在24 h内完成常温固化。制备出的纳米铝改性有机硅高温涂层表面致密,没有微观裂纹等缺陷。纳米铝改性的有机硅涂层显著提高了304不锈钢抗氧化性能,经1028 h氧化实验,基体几乎没有发生氧化,涂层没有出现开裂和剥落。纳米铝改性的有机硅涂层还显著提高了氧化后的304不锈钢耐氯化钠水溶液腐蚀性能,无涂层的304不锈钢氧化后形成的氧化膜低频阻抗仅3.2 Ω·cm²,而涂装涂层的不锈钢的低频阻抗约为1.1×10⁵ Ω·cm²。     

硅烷改性纳米TiO2-Zn-Al/水性环氧涂层的防腐性能

为实现纳米TiO₂颗粒的均匀分散,首先对纳米TiO₂进行硅烷改性,再通过溶液共混法制备出不同纳米TiO₂添加量的硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧复合涂层。研究了纳米TiO₂与Zn-Al片层粉在涂层中的综合作用。利用XRD和FTIR分析涂层的物相组成和组织结构,SEM和EDS表征涂层表面的微观形貌和元素组成,采用极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究涂层的耐腐蚀性能。EDS和FTIR表明,经改性的纳米TiO₂均匀分散于涂层中,纳米TiO₂与环氧树脂的枝联作用使涂层更加致密。EIS结果显示,由于Zn-Al片层粉与纳米TiO₂的枝联和填充作用,使添加纳米TiO₂的硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层腐蚀行为较未添加纳米TiO₂时有所减缓。当纳米TiO₂添加量增加到4wt%时,硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层的腐蚀电流密度为9.86×10^-6 A/cm²,比未添加纳米TiO₂的涂层高一个量级。     

(H4N)2S对电合成CoO/聚苯胺复合膜腐蚀性能的影响

在CoSO₄-C₆H₇N-H₂SO₄混合液中,采用恒电位法合成了CoO/聚苯胺（PANI）复合膜,研究了添加剂（H₄N）₂S对CoO/PANI复合膜的影响。通过电化学测试技术、SEM、XRD和加速腐蚀试验等方法对CoO/PANI复合膜的微观形貌及耐腐蚀性能进行分析。结果表明,合成的CoO/PANI复合膜中,CoO以晶体形式存在,（H₄N）₂S的加入改变了CoO/PANI复合膜膜层的微观形貌,由不致密不规则的片状结构转变为均匀致密规则的片状一体结构,（H₄N）₂S加入量过大导致（H₄N）₂S-CoO/PANI复合膜表面出现少量孔洞;未添加（H₄N）₂S的CoO/PANI复合膜自腐蚀电流密度为7.079×10-6 A/cm2,自腐蚀电位为-0.545 V,添加0.3 g/L的（H₄N）₂S后,（H₄N）₂S-CoO/PANI复合膜自腐蚀电流密度达到7.943×10-7 A/cm2,自腐蚀电位达到-0.314 V,极化电阻为6 426.8 Ωcm2,经过10% HCl点滴腐蚀时间达478 s,中性盐雾实验56 h未见锈蚀,（H₄N）₂S显著提高了CoO/PANI复合膜的耐腐蚀性能。      

缓蚀剂组合的容器负载方式对铝合金涂层耐蚀性能的影响

采用减压吸附和层层自组装技术在介孔二氧化硅纳米颗粒（mesoporous silica nanoparticles,MSN）上同时负载8-羟基喹啉（8-hydroxyquinoline,8-HQ）和苯并三氮唑（1H-benzotriazole,BTA）,制备缓蚀剂复合纳米容器（MSN-QB）,并将其添加至环氧涂层中从而获得新的涂层（MQB）。利用扫描电镜、透射电镜、傅里叶红外光谱、Zeta电位测试、热重分析等研究缓蚀剂负载前后纳米容器结构的变化和缓蚀剂的刺激响应释放行为,并通过电化学测试和盐雾实验研究层层自组装方式对涂层防护性能的提升。结果表明：MSN-QB中8-HQ和BTA的负载量分别为6.8%（质量分数,下同）和7.1%。MSN-QB具有pH响应特性,8-HQ和BTA在中性条件下释放均受到抑制,在碱性（pH=10）和酸性（pH=4）条件下均可释放,碱性条件下的释放速率更高。MQB涂层具有最佳的耐蚀性能,在3.5% NaCl溶液中浸泡20天后,MQB涂层的低频阻抗值（2.0×10⁹ Ω·cm²）最大,是缓蚀剂单独负载并添加到涂层中的两倍以上。     

Gd对Mg-x Gd-1Er-1Zn-0.6Zr合金显微组织和腐蚀行为的影响EI北大核心CSCD

采用重力铸造法制备Gd含量分别为7%(质量分数,下同),9%和11%的Mg-x Gd-1Er-1Zn-0.6Zr合金,利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等研究合金的显微组织,通过开路电位、动电位极化和电化学阻抗测试等方法研究合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:当Gd含量从7%增至11%时,开路电位峰值时间从1609 s降为851 s,电荷转移电阻从588.5Ω降至31.9Ω,腐蚀电流密度从2.21×10^(-5)A/cm^(2)增至3.97×10^(-5)A/cm^(2),说明随着Gd含量的增加,合金耐蚀性下降,这主要归因于第二相的微电偶腐蚀效应和腐蚀屏障效应共同作用。当Gd含量从7%增至11%时,(Mg,Zn)_(3)(Gd,Er)相体积分数从1.9%增至5.2%,并从沿晶界不连续分布转变为半连续分布,层片状LPSO相体积分数从11.7%增至26.7%,并沿着晶界贯穿晶粒内部,(Mg,Zn)_(3)(Gd,Er)相和层片状LPSO相体积分数的增加导致合金耐腐蚀性能下降,但大量细小层状LPSO相也能阻止腐蚀扩展,使得Gd含量为11%的合金在8~24 h内腐蚀速率增长减缓。     

改性纳米氧化锆与水性聚氨酯复合涂层的防腐蚀性能

为了改进纳米氧化锆(ZrO_2)在涂料中的分散性,以丙酮为介质,用3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APS)对纳米ZrO_2进行了改性,并在镀锡板表面制备了改性纳米ZrO_2/水性聚氨酯(WPU)复合涂层。通过扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱、电化学测试、盐雾腐蚀、附着力测试等技术,研究了WPU与不同含量改性纳米ZrO_2复合涂层的防腐蚀性能。结果表明:改性纳米ZrO_2的含量为0.2%(质量分数)时,在WPU中的团聚现象消失,分散性良好,该复合涂层具有优良的耐蚀性和较大的附着力。     

镁合金超疏水环氧复合涂层的制备与性能EI北大核心CSCD

传统的超疏水表面的制备过程比较复杂,机械稳定性差,这严重制约了超疏水表面的实际应用。采用“黏合剂+纳米粒子”的方法,在镁合金表面制备一种无氟、持久稳定的超疏水环氧复合涂层。接触角测试结果表明,复合涂层的接触角最高可达160.2°,且在3.5%(质量分数)NaCl溶液中浸泡30天后,接触角仍然高达103°;EIS结果表明,在5个加速老化循环周期后,复合涂层的|Z|_(0.01 Hz)仍高于10^(9)Ω·cm^(2),展现出优异的耐盐雾性能和耐蚀性能;摩擦磨损实验结果显示,在19.6 N的载荷下机械摩擦8 h后,复合涂层的|Z|_(0.01 Hz)高达1.84×10^(9)Ω·cm^(2)。通过“空气垫”的屏障作用,复合涂层能够为镁合金提供高效且持久的腐蚀防护,“黏合剂+纳米粒子”策略为超疏水涂层的制备提供了新的思路。     

封孔处理对等离子喷涂Cr2O3-8TiO2涂层耐腐蚀性能的影响

为了提高等离子喷涂陶瓷涂层的耐腐蚀性能,扩大其应用范围,以环氧树脂和有机硅树脂为封孔剂对等离子喷涂Cr2O3-8TiO2涂层进行了封孔处理,采用盐雾腐蚀和电化学腐蚀方法对封孔涂层和未封孔涂层的耐腐蚀性能进行研究,使用扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS)、光学显微镜(OM)观察了腐蚀前后涂层的形貌及成分变化,分析涂层的腐蚀机理.结果表明,240h盐雾腐蚀后未封孔涂层发生剥落失效,而有机硅树脂封孔涂层经1200h盐雾腐蚀表面仍保持完好.封孔涂层的耐腐蚀性明显优于未封孔涂层,有机硅树脂的封孔效果优于环氧树脂.     

水性聚苯胺/叔氟丙烯酸酯复合防腐涂层的制备及性能

为研究水性聚苯胺/叔氟丙烯酸酯（PANI/VFAc）复合涂层对Q235钢防腐蚀性能的影响,首先,以叔碳酸乙烯酯（Veova 10）和甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）为功能单体合成了VFAc乳液,并将其与PANI乳液混合后涂刷在Q235钢表面,制备了PANI/VFAc复合涂层;然后,采用TEM和FTIR对VFAc的结构进行了表征,采用XPS和接触角（CA）研究了复合涂层的表面性能,采用电化学方法研究了不同改性丙烯酸酯乳液对复合涂层防腐蚀性能的影响。结果表明:PANI/VFAc复合涂层的水接触角为97.56°,湿附着力等级为0,涂层表现出较好的疏水性;其腐蚀电流密度为8.72×10-8 A·cm-2,电化学阻抗达到106 Ω·cm2。所得结论表明PANI/VFAc复合涂层对Q235钢具有良好的防腐蚀性能。      

微米SiO_2粒子对硅丙树脂防污涂料性能的影响

在涂料中添加微纳米粒子可改善其性能,目前有关微米粒子对涂料防污、防腐蚀性能影响的报道较少。用自制的硅丙树脂作为基料,通过添加微米SiO_2粒子制得了防污涂料。利用静态接触角、硬度、黏附力和电化学阻抗测试探究了微米SiO_2粒子对涂层性能的影响。结果表明:微米SiO_2可稳定硅丙树脂涂层的静态海水接触角和力学性能,并提高涂层的耐海水腐蚀性能,且当微米SiO_2粒子含量为16.7%(质量分数)时,涂层的静态海水接触角和耐蚀性能最好。